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Verfahren zur Wärmebehandlung von lgassekernen, insbesondere für Belastung
von Signalleitungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmebehandlung von
Massekernen, insbesondere für Belastung von Signalleitungen. Die Erfindung bezweckt,
den Magnetkern rasch auf eine gleichmäßige hohe Temperatur zu bringen, ohne dabei
seine Isolation zu gefährden und ohne daß Sinterungserscheinungen zwischen den Pulverteilchen
stattfinden.
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Es ist bekannt, daß die magnetischen Eigenschaften von @ Massekernen
aus Permalloy, Perminvar oder anderen Eisennickel-und Eisennickelkobaltlegierungen
in weitem ,Maße von der Wärmebehandlung der Legierung abhängen. Bisher war es üblich,
diese Legierungen in Kernform längere Zeit hindurch auf eine bestimmte. Temperatur
zu erhitzen, um sicher zu sein, daß eine konstante Temperatur ,innerhalb des ganzen
Kerns vorhanden war. Dabei wurden aber praktisch die verschiedenen Teile der Stücke
verschieden lange Zeit der Behandlungstemperatur ausgesetzt, da immer eine große
Zeit verstrich, bevor , die Temperatur sich gleichmäßig in dem. ganzen Stück ausgebreitet
hatte. Die Temperatur, der diese magnetischen Materialien ausgesetzt werden dürfen,
ist auf diese Weise begrenzt. Wenn man die einzelnen Teile der Kerne verschieden
lange Zeit den höheren Temperaturen aussetzte, trat aber auch leicht ein schädlicher
Einfluß auf die Isolation auf, auch konnte Sinterung der Staubteilchen im Kern die
unerwünschte Folge sein, wenn die Temperatur zu hoch gewählt war.
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Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß
die Massekerne zur Wärmebehandlung einem hochfrequenten Magnetfeld ausgesetzt werden.
Das Hochfrequenzfeld soll sich dabei gleichmäßig durch die zu erhitzenden Massekerne
erstrecken und vorzugsweise dessen Gestalt angepaßt sein. Durch Begrenzung des Feldes
auf die Gestalt des zu erhitzenden Körpers kann ein großer Prozentsatz des Flusses
innerhalb des Feldes erzeugt werden. Es kann dadurph der größte Teil der zur Verfügung
stehenden magnetomotorischen Kraft ausgenutzt und die Wärmebehandlung wirtschaftlich
gestaltet werden: Für die Fälle des Permalloys und Perminvars sowie ariderer Eisennickel
und Eisennickelkobaltlegierungen hat sich das Verfahren als. besonders günstig erwiesen.
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Es ist nun zwar die Hochfrequenzheizung in Induktionsöfen bereits
bekannt, doch werden bei dem Verfahren gemäß der Erfindung
besondere
Wirkungen erzielt, die in der -Anwendung der- an sich bekannten Hochfrequenzheizung
.gerade auf Massekerne begründet sind. -Die Hochfrequenzheizung ermöglicht es. nämlich,
bei der zur Entwicklung günstiger magnetischer Eigenschaften erforderlichen Wärmebehandlung
eine gleichmäßige Temperatur innerhalb der Massekerne herzustellen; wie sie sonst
nur bei Anbringung" großer strahlender Ofenmassen und_ bei --lange dauernder Beheizung
und dann elbst nicht vollständig zu erzielen ist. Die Wirtschaftlichkeit wird durch
die rasche Heizung ebenfalls erhöht, da nicht wie bei anderen- Öfen ' de_r langsame
Wärmeausgleich in das Innere der Körper hinein abgewartet zu werden braucht. Es
braucht auch leine Überhitzung der äußeren Teile der Kerne vorgenommen zu werden-,
um im Innern der Kerne gute Eigenschaften zu erzielen. Ob die Mässekerne mit hohem
oder geringem Druck, ja sogar ohne Drück zusammengesetzt --sind, ist. dabei ohne
Bedeutung.
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Die Abbildungen zeigen beispielsweise Ausführungsformen von Ofen.
zur Ausführung°des Verfahrensgemäß der EMüdung.
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Abb. i stellt eine Aufsicht mit Teilschn-i-tt dar, Abb.2 einen Querschnitt
durch denselben Ofen nach der Linie 2-2 in Abb. i; Abb.3 und q. sind entsprechende
Ansichten eines anderen Ofens, der für besonders kleine Proben geeignet ist.
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Der in- Abb. i und :2 gezeigte Ofen enthält zwei übereinander angeordnete,
in einem Abstand voneinander stehende Abschnitte i und 2. Sowohl der untere wie
der obere Teil des Ofens- ist aus einem- hitzebeständigen Material zusammengesetzt,
das von" einer geeigneten Hülle umgeben wird. Die Hülle besteht aus der oberen Platte
3, dem- oberen und unteren Mantel q. und 5 und der Grundplatte 6. Das hitzebeständige
Material wird mit Hilfe einer Anzahl von Schraubenbolzen 7 und 8, die mit Platten
9 und io verbunden sind, festgehalten.
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Die Hochfrequenzheizspule ist toroidförmig gewickelt und besteht aus
zwei Abschnitten i i und 12, die in dem oberen und unteren Teil des Ofens i bzw.
2 eingelegt sind. Die Spule besteht vorzugsweise aus Kupferröhren, die sowohl für
die Leitung der Hochfrequenzströme als auch für eine Wasser-oder andere Kühlung
geeignet sind. Die Enden der Spulen 13 und 1q. (Abb. i) sind an einer Hochfrequenzquelle
und einem Behälter der Kühlflüssigkeit anzuschließen. Zum Einbringen der zu erhitzenden
Massekerne in die Spule des Ofens ist der obere Teil des Ofens mit Einschluß der
Spulenhälfte ii abnehmbar. Der Massekern, in den Abbildungen als Ring dargestellt,
wird auf den Boden der unteren Ofenhälfte in der Weise gebracht, daß der Ring von
der Spule eingeschlossen wird. Wird der Oberteil des Ofens wieder aufgesetzt, so
bildet der Ring einen Kern für die Hochfrequenzspule.
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Es können verschiedene Verbindungsarten zwischen beiden Hälften der
Spule angewandt werden, die eine enge Verbindung herstellen. Als besonders .günstig
hat sich eine Verbindung erwiesen, bei der die Enden der Glieder der oberen Spulenhälften
konisch zulaufen, sö_ däß sie leicht in die unteren Enden der 'Spule gleiten und
gut mit ihnen abschließen.
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.--Damit beim Einspannen des oberen Ofenteiles -in. den unteren keine
Schwierigkeiten entstehen, sind im oberen Teil vier Führungsbolzen 17 eingebaut;
die durch entsprechende Führungslöcher im unteren Teil des Ofens laufen --und in
Aüsnehmungen des Tragringes 19 äm Grund des Ofens aufliegen. Die Ausnehmungen -des
Tragringes. 18 sind nach einer Seite -zu abgeschrägt, so daß beim Drehen des Ringes
um einen kleinen Winkel mit Hilfe ,des Griffes i9 die unteren Enden der Leisten
i8@ entlang der schiefen Ebene der Ausnehmungen gleiten.
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Die Ausnehmungen des Tragringes i8 und die Bolzen 17 -sind so bemessen,
daß beim Gleiten der Bolzen auf der Oberseite des Ringes die eingepaßten Enden der
Spulenhälften gelöst werden. Es kann somit der obere Ofenteil nach einer kurzen
Drehung des Griffes i9 entfernt werden.
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Da die Spannung, die an die Enden der Spule gelegt wird, ziemlich
hoch ist, muß darauf geächtet werden, daß - die -einzelnen Windungen der :Spule
genügend Entfernung besitzen, so daß@kein Sprühen zwischen ihnen entstehen kann.
Beim Betrieb .des Ofens werden die zu erhitzenden Massekerne in die Toroidspule
in - der früher beschriebenen Weise gelegt--und .eine Frequenz von etwa 2o oo.o
Hertz bei einer Spannung von etwa 6 ooo Volt an die Enden -der Spule gelegt. Da
das Material- des zu heizenden Ringes eine viel höhere Permeabilität als die umgebende
Luft besitzt, geht ein großer Prozentsatz des magnetischen Flusses .durch den Ringkern.
Die in diesem hervorgerufenen Wirbelströme erhitzen -ihn gleichmäßig und rasch,
und es können bedeutend höhere Temperaturen angewendet werden als bisher.
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Abb. 3 und q. zeigen eine andere Ofenart, die insbesondere für kleine
Kerne geeignet ist. Hierbei ist eine Sekundärwicklung von einer einzigen Windung
mit einer Primärwicklung und dem zu erhitzenden Kern verkettet. Bei solchen Anordnungen
ist es bekennt, daß das magnetische Feld ungefähr
gleich dem ist,
das sich ausbilden würde, wenn der Kern direkt in der Primärspule läge. Abb. 4 zeigt
den Kern i in einem Ringkanal2 aus hitzebeständigem Material. Die aus einer einzigen
Windung bestehende Sekundärwicklung 4 umgibt den Kern und die die Primärwicklung
darstellende Spule 3, die eine große Anzahl von Windungen aus Kupferröhren, ähnlich
denen des Ofens nach Abb. i und 2, enthält. Die Primärwicklung kann durch Wasserumlauf
oder eine andere Kühlflüssigkeit gekühlt werden. Die Sekundärwicklung besteht aus
einer ringförmigen Röhre 4 geeigneten Querschnittes, die konzentrisch zu der Heizspule
angebracht ist und eine genügende Oberfläche besitzt, um ausgiebige Kühlung zu erzielen.
Gegebenenfalls kann diese Röhre auch durch Wasser gekühlt werden. In gleichmäßigen
Zwischenräumen sind auf der unteren Seite der Röhre 4 eine Anzahl von Kabeln 5 befestigt,
die die Primärspule 3 umgeben und mit einem Hohlzylinder 6 von ähnlichem Material
und Querschnitt wie die Röhre 4 verbunden sind. Die Sekundärwindung 4 wird durch
federnde Glieder 7 geschlossen, die einen guten Kontakt mit den Teilen 4 und 6 dadurch
herstellen, daß sie an dem schweren Deckel 8 des Kanals 2 befestigt ist: Bei dieser
Konstruktion geht dasselbe Feld durch die Sekundärwicklung wie durch die Primärwicklung,
so daß der in dem Ringkern i hervorgerufene magnetische Fluß ungefähr derselbe ist
wie der im zuerst beschriebenen Ofen; es werden mithin hier ähnliche Ergebnisse
erzielt.